专利名称：用组合网架结构做楼板的框架及其施工方法
技术领域：
本发明涉及的是土木建筑结构领域中的房屋框架结构，具体涉及的是用组合网架结构 做楼板的框架及其施工方法。背景技术：
现采用钢筋混凝土框架或预应力混凝土框架建造的房屋，楼板多采用钢筋混凝土结 构，在既有房屋套建增层施工过程中，原房屋难以承受新增套建结构一层顶传来的自重及 施工荷载，难以保障原房屋在套建增层施工过程中的安全和正常使用；对于采用混凝土巨 型框架结构的高层或超高层建筑，由于模板和支撑费用过高，尚未实现先建造巨型结构，再 以每个巨型结构层为施工场地建造子结构，做到齐头并进建造各个巨型结构层内的子结 构。
发明内容
本发明的目的是提供一种用组合网架结构做楼板的框架及其施工方法，它用于解决既 有房屋套建增层施工中，采用常规框架难以保障原房屋在施工过程中的安全和正常使用以 及尚未实现先建造巨型结构，再以每个巨型结构层为施工场地建造子结构，做到齐头并进 建造各个巨型结构层内子结构的问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是这种用组合网架结构做楼板的框架 由框架柱、框架边梁、组合网架楼板连接构成，组合网架楼板一层一层地安装在框架柱与框 架梁围成的空间内；组合网架楼板由钢筋混凝土板和网架的腹杆、下弦杆安装在一起形成， 腹杆位于钢筋混凝土板与下弦杆之间，相邻的四块钢筋混凝土板之间在对角处通过连接板 固定连接，腹杆与连接板焊接，腹杆与下弦杆通过空心球节点连接；框架柱与组合网架楼板 之间的节点由上、下分体式的槽形连接件插入并焊接在框架柱外形成，上部的连接分体相 对应的两个面的下边缘各有一个弧形槽，上部的连接分体的另外的一个面的下边缘有水平 的连接板；下部的连接分体相对应的两个面的上边缘各有一个弧形槽，下部的连接分体的 另外的一个面的上边缘有水平的连接板，连接板与框架柱之间安装加劲肋；框架边梁与组 合网架楼板之间的节点由对扣并焊接在框架边梁外的两连接件构成，连接件带有连接耳， 两连接件在连接耳处通过螺栓固定，腹杆与连接耳焊接在一起。上述方案中网架上布置有预应力筋。上述方案中框架柱采用方钢管砼柱，框架边梁采用圆钢管砼梁。上述方案中预应力筋为两支撑点三折线预应力筋，两支撑点三折线预应力筋由钢 筋穿入钢管中形成，钢管呈梯形槽状的，有一个水平的底部，底部上端焊接有两个钢管支撑 构件，预应力筋的两端分别锚固在框架柱上，每个钢管支撑构件与其上的下弦杆节点固定
在一起。上述方案中预应力筋为双折线预应力筋，双折线预应力筋由钢筋穿过定位支撑件 底部后两端锚固在框架柱上形成，定位支撑件有一个圆弧形的底座，底座的底面贯穿有通 槽，底座上端焊接有对称布置的斜钢管，斜钢管与下弦杆节点固定在一起。上述方案中预应力筋为三支撑点四折线预应力筋，三支撑点四折线预应力筋由钢筋穿过定位支撑件底部后两端锚固在框架柱上形成，定位支撑件有一个圆弧形的底座，底 座的底面贯穿有通槽，底座上端焊接有对称布置的斜钢管，斜钢管与下弦杆节点固定在一 起，定位支撑件与钢筋锚固的两端间各设置一钢管支撑构件，每个钢管支撑构件固定在钢 筋与下弦杆节点之间。有益效果
1)可实现的跨度大；
本发明楼板采用组合网架结构，组合网架结构是三维受力的空间结构，空间交汇的杆 件互为支撑，将受力杆件和支撑杆件有机地结合起来。2)受力合理；
组合网架结构是上部受压，下部受拉，可充分发挥混凝土受压，钢材受拉这两种不同材 料的强度优势。3)经济；
由于网架的整体空间作用，刚度大，稳定好，对局部的结构缺陷不很敏感，具有各向受 力的性能，与同等跨度的普通钢网架相比，其用钢量可节省159Γ25%。4)组合网架可使结构的承载功能和维护功能合二为一。钢筋混凝土板不但可与网架结构组合来承担楼层上的各种荷载，实现施工阶段自 承重，而且能作为普通板起维护作用。四
图1为本发明第一种实施方式的结构示意图； 图2为本发明第一种实施方式的平面图； 图3为本发明中钢筋混凝土板与腹杆连接结构示意图； 图4为本发明中钢筋混凝土板与腹杆连接结的剖面图； 图5为本发明第二种实施方式的结构示意图； 图6为本发明中预应力筋的第一种实施方式的结构示意图； 图7为图6中预应力筋的放大图8为本发明中预应力筋的第二种实施方式的结构示意图； 图9为本发明中预应力筋的第三种实施方式的结构示意图； 图10为图9中定位支撑件的放大图； 图11为图10中定位支撑件的侧视图； 图12为本发明建造的套建增层巨型结构体系的示意图； 图13本发明中网架与柱连接节点侧立面图； 图14为图13中连接件的示意图； 图15为图13中连接件的俯视图； 图16本发明中网架与柱连接节点平面图； 图17本发明网架与梁连接节点立体图； 图18为图2中A-A剖面图。1框架柱 2框架边梁 3组合网架楼板 4钢筋混凝土板 5腹杆 6下弦 杆 7连接板8预应力筋9钢管支撑构件 10定位支撑件 11连接件12连接板 13连接件14连接耳15子结构16螺栓17加劲肋。
五具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明
结合图1、图2所示，这种用组合网架结构做楼板的框架由框架柱1、框架边梁2、组合网 架楼板3连接构成，本发明采用钢筋混凝土平板代替一般钢网架的上弦杆，从而形成一种 钢结构与钢筋混凝土结构共同工作的组合结构，是一种板系、梁系与杆系共同受力的组合 结构；组合网架楼板3 —层一层地安装在框架柱1与框架梁2围成的空间内；框架柱1与组 合网架楼板3通过节点连接，框架边梁2与组合网架楼板3通过节点连接，框架柱1采用方 钢管砼柱，框架边梁2采用圆钢管砼梁。组合网架刚度大，自重轻，适合建造荷载较大的大 跨度楼层结构，例如仓库、厂房、百货大楼、展览厅等建筑，尤其在既有建筑套建增层和巨型 框架结构中显示出优越的性能，在套建增层中可实现施工阶段结构的自承重，避免将施工 荷载传到原有建筑上。组合网架楼板3由钢筋混凝土板4和网架的腹杆5、下弦杆6安装在一起形成，腹 杆5位于钢筋混凝土板4与下弦杆6之间，本实施方式中的钢筋混凝土板4为带肋的钢筋 混凝土板，结合图3、图4所示，相邻的四块钢筋混凝土板4之间在对角处通过连接板7固定 连接，腹杆5与连接板7焊接；腹杆5与下弦杆6通过空心球节点连接。这种组合网架楼板 结构简单，重量轻，承重能力强。图5为本发明第二种实施方式的结构示意图，这种用组合网架结构做楼板的框架 与图1所示的不同之处在于，这种用组合网架结构做楼板的框架的网架上布置有预应力筋 8，预应力筋8为双折线预应力筋。参阅图8所示，这种双折线预应力筋8由钢筋穿过定位 支撑件10底部后两端锚固在框架柱1上形成，定位支撑件10有一个圆弧形的底座，底座的 底面贯穿有向上的通槽，钢筋陷入该通槽中，可实现对钢筋的定位，底座上端焊接有对称布 置的斜钢管，斜钢管与下弦杆6节点固定在一起。双折线预应力筋布置简单，可实现的跨度 大，预应力损失小，在结构上产生的预加力集中在内力相对较大的跨中，有利于减小或抵消 结构跨中集中外荷载的作用。图6所示的预应力筋为两支撑点三折线预应力筋，两支撑点三折线预应力筋由钢 筋穿入钢管中形成，结合图7所示，钢管呈梯形槽状的，有一个水平的底部，底部上端焊接 有两个钢管支撑构件9，预应力筋8的两端分别锚固在框架柱1上，每个钢管支撑构件9与 其上的下弦杆6节点固定在一起。三折线预应力筋布置简单，可实现的跨度大，预应力损失 小，在结构上产生的预加力集中在内力相对较大的跨中附近，有利于减小或抵消结构跨中 附近多处集中外荷载的作用。图9所示的预应力筋为三支撑点四折线预应力筋，三支撑点四折线预应力筋由钢 筋穿过定位支撑件10底部后分别锚固在框架柱1上形成，结合图10、图11所示，定位支撑 件10有一个圆弧形的底座，底座的底面贯穿有向上的通槽，底座上端焊接有对称布置的斜 钢管，斜钢管与下弦杆6节点固定在一起，定位支撑件10与钢筋锚固的两端间各设置一钢 管支撑构件9，每个钢管支撑构件9固定在钢筋与下弦杆6节点之间。三支撑点四折线预应 力筋布置接近抛物线形，可实现的跨度大，预应力损失小，在结构上产生的预加力接近均布 力，有利于减小或抵消结构自重和均布外荷载的作用。图12为本发明建造的套建增层巨型结构体系的示意图；在既有房屋套建增层巨 型结构施工过程中，首先采用本发明建造巨型结构，再以每个巨型结构层为施工场地建造子结构15，做到齐头并进建造各个巨型结构层内的子结构15。节省模板和支撑的材料费和 施工费用，缩短施工工期。结合图13、图16所示，框架柱1与组合网架楼板3之间的节点由上、下分体式的槽 形连接件11插入并焊接在框架柱1外形成，上部的连接分体相对应的两个面的下边缘各有 一个弧形槽，上部的连接分体的另外的一个面的下边缘有凸台，也就是框架柱1与组合网 架楼板3连接的面的下边缘有凸台，凸台带有水平的连接板12 ；下部的连接分体相对应的 两个面的上边缘各有一个弧形槽，下部的连接分体的另外的一个面的上边缘有凹槽，凹槽 的底面边缘处向外有水平的连接板12，连接板12与框架柱1之间安装加劲肋17 ；上、下两 个连接分体安装在框架柱1与框架边梁2的交点处时，框架边梁2被扣在上、下弧形槽内， 同时上部连接分体的凸台伸入到下部连接分体的凹槽内，两块水平的连接板12通过螺栓 16固定在一起即可。槽形连接件如图14、图15所示，这种连接件可以先在工厂内制作完成， 现场进行安装，安装时，首先安装上部连接件，再安装下部连接件，然后通过螺栓16将二者 固定，由于上部连接件可搭扣在框架边梁2上，所以不需要对其进行支撑，就可直接进行下 部连接件的安装，比较方便。结合图17、图18所示，框架边梁2与组合网架楼板3之间的节点由对扣并焊接在 框架边梁2外的两连接件13构成，连接件13带有连接耳14，两连接件13在连接耳14处通 过螺栓16固定连接，腹杆5与连接耳14焊接在一起。本发明的施工方法为先建造框架柱1，在框架柱1之间建造框架边梁2形成建筑 物边框，安装框架柱1与组合网架楼板3连接处的节点、框架边梁2与组合网架楼板3连接 处的节点，焊接上述节点处的腹杆5，然后再依次进行下弦节点、下弦杆6的连接并形成网 架，最后通过连接板将钢筋混凝土板4安装在网架上，从而完成最底层的组合网架楼板3的 安装，如此依次安装其他各层楼板直至框架施工完成。本发明钢筋混凝土板可与网架结构组合来承担楼层上的各种荷载，可实现施工阶 段自承重。
权利要求
1.一种用组合网架结构做楼板的框架，其特征在于这种用组合网架结构做楼板的框 架由框架柱(1)、框架边梁O)、组合网架楼板(3)连接构成，组合网架楼板C3) —层一层地 安装在框架柱⑴与框架梁⑵围成的空间内；组合网架楼板⑶由钢筋混凝土板⑷和 网架的腹杆(5)、下弦杆(6)安装在一起形成，腹杆(5)位于钢筋混凝土板⑷与下弦杆(6) 之间，相邻的四块钢筋混凝土板(4)之间在对角处通过连接板(7)固定连接，腹杆( 与连 接板(7)焊接；腹杆( 与下弦杆(6)通过空心球节点连接；框架柱(1)与组合网架楼板 (3)之间的节点由上、下分体式的槽形连接件(11)插入并焊接在框架柱(1)外形成，上部 的连接分体相对应的两个面的下边缘各有一个弧形槽，上部的连接分体的另外的一个面的 下边缘有水平的连接板(1 ；下部的连接分体相对应的两个面的上边缘各有一个弧形槽， 下部的连接分体的另外的一个面的上边缘有水平的连接板(12)，连接板(1 与框架柱(1) 之间安装加劲肋(17)；框架边梁( 与组合网架楼板C3)之间的节点由对扣并焊接在框架 边梁⑵外的两连接件(13)构成，连接件(13)带有连接耳(14)，两连接件(13)在连接耳 (14)处通过螺栓固定，腹杆( 与连接耳焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的用组合网架结构做楼板的框架，其特征在于所述的网架上 布置有预应力筋。
3.根据权利要求2所述的用组合网架结构做楼板的框架，其特征在于所述的框架柱 (1)采用方钢管砼柱，框架边梁(2)采用圆钢管砼梁。
4.根据权利要求3所述的用组合网架结构做楼板的框架，其特征在于所述的预应力 筋(8)为两支撑点三折线预应力筋，两支撑点三折线预应力筋由钢筋穿入钢管中形成，钢 管呈梯形槽状的，有一个水平的底部，底部上端焊接有两个钢管支撑构件(9)，预应力筋的 两端分别锚固在框架柱(1)上，每个钢管支撑构件(9)与其上的下弦杆(6)节点固定在一 起。
5.根据权利要求3所述的用组合网架结构做楼板的框架，其特征在于所述的预应力 筋(8)为双折线预应力筋，双折线预应力筋由钢筋穿过定位支撑件(10)底部后两端锚固在 框架柱(1)上形成，定位支撑件(10)有一个圆弧形的底座，底座的底面贯穿有通槽，底座上 端焊接有对称布置的斜钢管，斜钢管与下弦杆节点固定在一起。
6.根据权利要求3所述的用组合网架结构做楼板的框架，其特征在于所述的预应力 筋⑶为三支撑点四折线预应力筋，三支撑点四折线预应力筋由钢筋穿过定位支撑件(10) 底部后两端锚固在框架柱(1)上形成，定位支撑件(10)有一个圆弧形的底座，底座的底面 贯穿有通槽，底座上端焊接有对称布置的斜钢管，斜钢管与下弦杆(6)节点固定在一起，定 位支撑件(10)与钢筋锚固的两端间各设置一钢管支撑构件(9)，每个钢管支撑构件(9)固 定在预应力筋(8)与下弦杆(6)节点之间。
7.—种权利要求1所述的用组合网架结构做楼板的框架的施工方法，其特征在于先 建造框架柱(1)，在框架柱(1)之间建造框架边梁( 形成建筑物边框，安装框架柱(1)与 组合网架楼板C3)连接处的节点、框架边梁( 与组合网架楼板C3)连接处的节点，焊接上 述节点处的腹杆(5)，然后再依次进行下弦节点、下弦杆(6)的连接并形成网架，最后通过 连接板(7)将钢筋混凝土板(4)安装在网架上，从而完成最底层的组合网架楼板(3)的安 装，如此依次安装其他各层楼板直至框架施工完成。
全文摘要
本发明涉及的是用组合网架结构做楼板的框架及其施工方法，属于土木建筑结构领域中的房屋框架结构，其中的用组合网架结构做楼板的框架由框架柱、框架边梁、组合网架楼板连接构成，组合网架楼板一层一层地安装在框架柱与框架梁围成的空间内；组合网架楼板由钢筋混凝土板和网架的腹杆、下弦杆安装在一起形成，腹杆位于钢筋混凝土板与下弦杆之间，相邻的四块钢筋混凝土板之间在对角处通过连接板固定连接，腹杆与连接板焊接，腹杆与下弦杆通过空心球节点连接。本发明可充分发挥混凝土受压，钢材受拉这两种不同材料的强度优势，实现施工阶段自承重，刚度大，稳定好。
文档编号E04G23/02GK102140850SQ201110047550
公开日2011年8月3日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者张文福, 计静 申请人:东北石油大学